Untuk mempelari materi ini, kalian harus melakukan pengamatan dan memeriksa parameter rangkaian arus searah yang terdiri dari beberapa resistor yang terhubung seri, paralel, dan kombinasi seri-paralel dalam sebuah eksperimen yang telah disiapkan oleh guru. Melalui eksperimen ini, kalian akan memeriksa parameter rangkaian arus searah meliputi arus, tegangan, dan resistan dalam suatu rangkaian resistor yang terhubung seri, paralel, dan kombinasi seri-paralel. Untuk itu, kalian harus melakukan tugas ini secara berkelompok. 109 Petunjuk Resistor berfungsi untuk menghambat arus dan membagi tegangan, nilai nominal resistansi dan toleransi suatu resistor ditunjukkan oleh pita kode warna pada badan resistor tersebut. Warna pertama dan kedua merupakan nilai satuan, dan puluhan, warnaketiga menunjukkan jumlah nol dan warna keempat adalah toleransinya. Contoh Suatu resistor memiliki warna dengan urutan merah, ungu, kuning, dan emas; maka harganya 270000 atau 270 k toleransi 5%. Siapkan bahan untuk melakukan eksperimen memeriksa parameter rangkaian seri dan paralel resistor, yang terdiri dari papan eksperimen rangkaian arus searah dan enam resistor arang yang memiliki resistansi berbeda, yaitu 200 ohm 1 kilo Ohm. Siapkan alat pendukung eksperimen, yang terdiri dari catu daya 6 VDC atau batere kering 4 x 1,5VDC, multimeter digital, serta kabel penghubung jumper. Tabel 1. Kode Warna Resistor Warna Satuan Puluhan Pengali Toleransi Hitam 0 - 1 - Coklat 1 1 10 1% Merah 2 2 100 2% Jingga 3 3 1000 - Kuning 4 4 10000 - Hijau 5 5 100000 - Biru 6 6 1000000 - Ungu 7 7 10000000 - Abu-abu 8 8 100000000 - Putih 9 9 1000000000 - Perak - - 0,01 10% Emas - - 0,1 5% 110 Rangkaian Seri resistor Rangkaian listrik yang hanya memiliki jalur tunggal untuk aliran arus listrik disebut rangkaian seri. Dalam rangkaian seri resistor seperti yang diperlihatkan dalam Gambar pada setiap resistan mengalir arus yang sama besarnya. Gambar Rangkaian Seri Tiga Resistor Pada rangkaian seri, seluruh nilai resistan saling ditambahkan untuk mendapatkan nilai resistan total. Dalam hal ini, nilai tegangan total dari catu daya sama dengan jumlah tegangan yang ada pada setiap resistor. 111 Percobaan 1 Rangkaian Seri Resistor 1. Buat rangkaian seperti gambar berikut 2. Hubungkan titik 1 titik 5, dan catat penunjukkan ampermeter 3. Buat rangkaian seperti gambar berikut 4. Hubungkan titik sambung 1 5, dan catat penunjukkan ampermeternya 5. Buat rangkaian seperti gambar berikut 6. Hubungkan titik 1 5, dan catat penunjukkan ampermeternya 7. Ganti resistor dengan nilai yang berbeda dan periksa ampermeternya 112 Rangkaian Paralel Resistor Suatu rangkaian listrik yang memungkinkan arus mengalir melalui satu atau lebih konduktor atau resistor atau rangkaian listrik ada waktu bersamaan disebut rangkaian paralel. Gambar memperlihatkan contoh rangkaian listrik yang terdiri dari lampu dan motor yang tersusun secara paralel. Gambar Rangkaian Listrik Secara Paralel Dalam rangkaian paralel, jumlah arus yang mengalir pada setiap cabang arus yakni arus yang mengalir melalui lampu dan melalui motor sama dengan arus input total yang dikeluarkan oleh catu daya. Arus yang mengalir pada setiap cabang arus tergantung pada nilai resistan yang ada pada rangkaian yang bersangkutan. Jika lampu memiliki resistan yang besarnya seperempat bagian dari nilai resistan yang dimiliki motor, maka 4/5 bagian arus akan mengalir melalui lampu dan 1/5 bagian arus akan mengalir melalui motor. Tegangan pada setiap cabang paralel sama. 113 Percobaan 2 Rangkaian Paralel Resistor 1. Buat rangkaian seperti gambar berikut 2. Hubungkan titik 1 titik 6, dan 3. Catat penunjukkan ampermeter 4. Pindahkan ampermeter ke titik 5 5. Ulangi eksperimen seperti semula, dan catat penunjukkan ampermeternya 6. Pindahkan ampermeter ke titik 6 7. Ulangi eksperimen seperti semula, dan catat penunjukkan ampermeternya 8. Ganti resistor dengan nilai yang berbeda dan periksa ampermeternya. 9. Gunakan hukum Ohm untuk membahas hasil eksperimen kalian. Rangkaian Kombinasi Seri-Paralel Pada rangkaian kombinasi seri-paralel resistor, memiliki sifat dari rangkaian seri dan rangkaian paralel resistor. Dalam rangkaian kombinasi seri-paralel, maka arus yang mengalir pada setiap elemen pasif tidak semuanya sama, kecuali elemen pasif yang terhubung 114 seri. Jumlah arus jalur lampu dan arus pada jalur motor sama dengan arus yang dkeluarkan oleh sumber. Tentukan nilai Vs? Gambar Rangkaian Kombinasi Seri-Paralel Setelah selesai dilanjutkan mengerjakan tugas proyek 4, yaitu mengamati karakteristik rangkaian superposisi sebagai berikut. Percobaan 3 Rangkaian Kombinasi Seri-Paralel Melalui kerja proyek ini, kalian akan memeriksa parameter rangkaian arus searah yang terdiri dari beberapa resistor yang membentuk rangkaian kombinasi seri dan paralel melalui sebuah eksperimen. Rangkaian kombinasi seri paralel banyak diterapkan pada sistem kelistrikan. Untuk itu, kalian harus merancang proyek eksperimen tersebut secara berkelompok. Petunjuk 1. Rangkaian kombinasi seri-paralel dibentuk melalui empat buah resistor R1, R2, R3, dan R4 yang dihubungkan secara seri dan paralel sedemikian sehingga membentuk konfigurasi khusus seperti diperlihatkan dalam gambar berikut. 115 2. Amati rangkaian tersebut dan identifikasi bahan dan alat yang diperlukan untuk eksperimen. Kemudian persiapkan eksperimen untuk melakukan pemeriksaan yang lebih mendalam terkait dengan rangkaian konbinasi seri-paralel. Untuk itu persiapkan bahan-bahan yang dibutuhkan. 3. Pilih nilai resistansi resistor antara 200 Ohm 400 Ohm. 4. Buat rangkaian seperti gambar. 5. Aktifkan rangkaiannya dengan menutup sakelar S. 6. Catat data pengukuran arus dan tegangan serta resistannya! 7. Laporkan hasil penelitian kalian, dan presentasikan di kelas. Menganalisis Hubungan Tegangan dan Arus Perbandingan selisih potensial atau tegangan U antara dua titik sembarang pada suatu konduktor yang dialiri arus listrik sebesar I adalah konstan jika temperatur konduktor tidak berubah. Secara matematika fenomena tersebut dapat dituliskan sebagai berikut konstan I U Selanjutnya konstanta tersebut dikenal sebagai nilai resistansi atau tahanan R dari konduktor antara dua yang disebutkan di atas. Sehingga formula matematikanya dapat dituliskan sebagai berikut R I U 116 Tugas Praktek 4 Pengamatan Hubungan Arus dan Tegangan Tujuan Menentukan hubungan antara kuat arus dan tegangan listrik dalam rangkaian seri. Alat 1. amperemeter 2. voltmeter 3. DC Regulated Power Supply 4. saklar 5. kabel-kabel penghubung 6. Resistor keramik 100 ohm/ 5 watt 7. Resistor keramik 100 ohm/5 watt Gambar Kerja Petunjuk 1. Rakit rangkaian seperti gambar kerja 2. Atur tegangan VDC mulai 0 sampai 12 VDC. 3. Catat nilai arus ditunjukkan pada amperemeter dan voltmeter. 4. Hasil pengamatan masukkan dalam tabel pengamatan 5. Berdasarkan hasil pengamatan, gambarkan grafik hubungan antara V dan I 6. Bagaimana bentuk grafik hubungan antara V dan I? Diskusikan hasil 117 Tabel Pengamatan No Nilai Tegangan V Arus Tegangan R1 R2 1 2 3 4 5 6 Hukum Ohm Suatu fenomena menarik dalam rangkaian resistif adalah hubungan antara tegangan dan arus pada suatu resistor. Perbandingan selisih potensial atau tegangan U antara dua titik sembarang pada suatu resistor yang dialiri arus listrik sebesar I adalah konstan jika suhu resistor tidak berubah. Satuan praktis resistor adalah ohm. Di mana bila akibat tegangan sebesar satu volt mengakibatkan mengalir arus listrik sebesar satu amper pada suatu bahan resistor maka nilai resistansi bahan tersebut adalah satu ohm. Pernyatan ini sering disebut sebagai Hukum Ohm, yaitu Di mana R adalah nilai resitansi dari bahan resistor dalam satuan ohm U adalah tegangan dalam satuan volt, ada pula yang menggunakan simbol E untuk tegangan I adalah arus listrik dalam satuan amper Berikut ini diberikan beberapa contoh hubungan antara tegagan, resistansi, dan arus dalam suatu rangkaian listrik. Contoh 1 Tentukan nilai arus dalam rangkaian listrik yang terdiridari sebuah resistor 10 ohm, danmendapat tegangan sebesar 220 volt? 118 Solusi Langkah 1 I = U/R Langkah 2 I = 220/10 Langkah 3 I = 22 A Contoh 2 Tentukan nilai potensial E dalam rangkaian listrik yang terdiri dari sebuah resistor 48 ohm, dan dialiri arus sebesar 5 amper! Solusi Langkah 1 E = R x I Langkah 2 E = 48 x 5 Langkah 3 E = 240 volt Contoh 3 Tentukan nilai resistan lampu pijar 100 watt, bila tegangannya 220 volt. Solusi Langkah 1 R = P / U Langkah 2 R = 100 / 220 Langkah 3 R = 0,45 ohm Diskusi Lanjut Rangkaian Resistor Dari fenomena di atas diketahui bahwa setiap konduktor mempunyai resistansi yang bersifat menahan laju aliran arus pada konduktor tersebut. Oleh karena itu nilai resistansi sering disebut sebagai nilai tahanan. Untuk keperluan praktis, semua bahan konduktor yang digunakan secara khusus sebagai penahan arus disebut sebagai “Resistor” atau ada pula yang menyebutnya sebagai “Tahanan”. 119 Ditinjau dari bahan dan konstruksinya maka resistor dapat dibedakan sebagai berikut - Berbentuk gulungan kawat dari bahan nikelin atau campuran nichrom pada keramik/plastik untuk daya besar - Berbentuk campuran bahan carbon untuk daya kecil hingga ½ watt - Berbentuk endapan logam pada keramik - Berbentuk endapan carbon pada keramik Penggunaan praktis dari resistor dalam rangkaian listrik adalah sebagai berikut - Sebagai unsur kalibrasi meter jarum, misalnya sebagai resistor Shunt untuk ampere meter dan resistor seri untuk volt meter - Sebagai pengatur arus pada suatu rangkaian listrik misalnya reostat - Sebagai pembagi tegangan misalnya potensiometer - Sebagai elemen pemanas, misalnya resistor yang terbuat dari bahan Nikelin atau Nichrom. Untuk keperluan praktis resistor dapat dihubungkan secara seri, parallel atau kombinasi seri-paralel. Di mana masing-masing jenis hubungan akan memiliki sifat yang berbeda sebagai berikut Rangkaian Seri Jika tiga resistor dihubungkan seperti gambar di bawah ini maka disebut sebagai hubungan atau rangkaian seri resistor. 120 Karakteristik Rangkaian Seri - Arus yang mengalir dalam rangkaian seri selalu sama sepanjang lintasan arus yang ada dalam suatu rangkaian, sebab hanya ada satu lintasan arus dalam rangkaian seri. Arus di dalam rangkaian seri dinyatakan dalam persamaan berikut It = I1 = I2 = I3 = I4 = …… - Resistan total R, dalam rangkaian seri merupakan penjumlahan seluruh resistan yang ada di dalam rangkaian. Resistan dalam rangkaian seri dinyatakan dalam persamaan berikut Rt = R1 + R2 + R3 + R4 + …… - Tegangan dalam rangkaian seri digunakan sepenuhnya oleh seluruh resistan yang ada di dalam rangkaian. Beban pada rangkaian seri harus berbagi tegangan yang disalurkan ke rangkaian. Jadi, tegangan yang disalurkan ke dalam rangkaian akan terbagi pada setiap beban listrik yang ada. - Tegangan yang diterima oleh setiap beban akan berubah tergantung nilai resistan beban. Perubahan tegangan pada setiap beban disebut tegangan jatuh. Tegangan jatuh merupakan jumlah tegangan tekanan listrik yang digunakan atau hilang melalui pada setiap beban atau konduktor dalam proses pemindahan electron arus listrik melalui lintasan arus dalam rangkaian. Tegangan jatuh pada setiap beban proporsional dengan nilai resistannya. - Jumlah tegangan jath dalam suatu rangkaian seri sama dengan nilai tegangan yang dikenakan pada rangkaian tersebut. Hal ini dinyatakan dalam persamaan berikut 121 - Hukum Ohm dapat digunakan untuk menghitung setiap bagian yang ada dalam rangkaian seri atau rangkaian total. Gambar memperlihatkan rangkaian seri dengan empat resistan pemanas dengan nilai yang berbeda. Perhitungan resistan total, arus, dan tegangan jatuh pada setiap beban pemanas dapat dilakukan dengan cara berikut Gambar Rangkaian seri dengan 4 resistan Gambar memperlihatkan rangkaian seri yang terdiri dari empat buah resistan dari elemen pemanas. Resistansi masing-masing elemen adalah R1= 4, R2=10, R3=12, dan R4=14. Rangkaian seri tersebut dihubungkan ke sumber tegangan 220 V. Cara menghitung resistan total Langkah 1 Gunakan rumus Rt = R1 + R2 + R3 + R4 Langkah 2 Substitusikan nilai resistansi masing-masing resistor Rt = 4 + 10 + 12 + 14 Langkah 3 Selesaikan persamaannya Rt = 40 . Cara menghitung arus listrik total Untuk menghitung arus listrik yang mengalir di dalam rangkaian seri digunakan Hukum Ohm. 122 Rt U I Langkah 2 Substitusikan nilai tegangan U dan nilai resistansi total Rt. 40 220 I Langkah 3 Selesaikan persamaannya I = 5,5 amper Sekarang kita gunakan Hukum Ohm untuk menghitung tegangan jatuh pada elemen pemanas pertama R1. Langkah 1 Gunakan rumus U = I x R1 Langkah 2 Substitusikan nilai arus total I dan nilai resistansi elemen heater pertama R1. U = 5,5 x 4 Langkah 3 Selesaikan persamaannya U = 22 volt Menghitung tegangan jatuh pada R2 Langkah 1 Gunakan rumus U = I x R2 Langkah 2 Substitusikan nilai arus total I dan nilai resistansi elemen heater pertama R1. U = 5,5 x 10 Langkah 3 Selesaikan persamaannya U = 55 volt Menghitung tegangan jatuh pada R3 Langkah 1 Gunakan rumus U = I x R3 123 Langkah 2 Substitusikan nilai arus total I dan nilai resistansi elemen heater pertama R1. U = 5,5 x 12 Langkah 3 Selesaikan persamaannya U = 66 volt Menghitung tegangan jatuh pada R4 Langkah 1 Gunakan rumus U = I x R4 Langkah 2 Substitusikan nilai arus total I dan nilai resistansi elemen heater pertama R1. U = 5,5 x 14 Langkah 3 Selesaikan persamaannya U = 77 volt Menghitung tegangan total Langkah 1 Gunakan rumus Et = E1 + E2 + E3 + E4 Langkah 2 Substitusikan nilai arus total I dan nilai resistansi elemen heater pertama R1. E1 = 22 + 55 + 66 + 77 Langkah 3 Selesaikan persamaannya U = 220 volt Secara matematik dapat dituliskan sebagai berikut R total atau R ekivalen atau RT = R1 + R2 + R3 U = U1 + U2 + U3 = I. R1 + I. R2 + I. R3 = I. RT 124 Rangkaian Pembagi Tegangan Dari analisis rangkaian seri di atas dapat kita lihat bahwa tegangan sumber U terbagi menjadi tiga di dalam ketiga resistor, yaitu U1, U2, dan U3 . Di mana besar masing- masing tegang tersebut adalah U1 = I. R1 U2 = I. R2 U3 = I. R3 Dari kenyataan tersebut, maka sebuah susunan dari dua atau lebih resistor yang terhubung dalam seri lazim disebut sebagai rangkaian pembagi tegangan voltage devider. Perhatikan rangkaian pembagi tegangan berikut Gambar Rangkaian Pembagi Tegangan Biasanya rangkaian ini digunakan untuk memperoleh tegangan yang diinginkan darisuatu sumber tegangan yang besar. Gambar rangkaian berikut memperlihatkan bentuk sederhanarangkaian pembagi tegangan, yaitu diinginkan untuk mendapatkan tegangan keluaranvo yang merupakan bagian dari tegangan sumber v1 dengan memasang dua resistor R1dan R2 . 125 Nampak bahwa arus i mengalir melalui R1 dan R2, sehingga VI = V0 + VS VS = I x R1 V0 = I x R2 VI = IxR2 + IxR1 Jika V0 dan VS saling dibagikan, didapat V0/V1 = R2/R1 Dari sini dapat diketahui, bahwa tegangan masukan VI terbagi menjadi dua bagian, yaitu V0 dan VS, masing-masing sebanding dengan harga resistor yang dikenai tegangan tersebut. Dari persamaan tersebut diperoleh V0 = VI x R2/R1 + R2 Rangkaian pembagi tegangan adalah sangat penting sebagai dasar untukmemahami rangkaian DC atau rangkaian elektronika yang melibatkan berbagaikomponen yang lebih rumit. 126 Aplikasi Rangkaian Rangkaian seri berkaitan erat dengan rangkaian control yang diterapkan dalam sistem refrigerasi dan tata udara. Rangkaian kontrol merupakan suatu rangkaian listrik yang dapat mengontrol beban listrik dalam suatu system. Bila seluruh piranti kontrol terhubung dalam rangkaian seri, maka terbukanya salah satu kontak sakelar atau piranti kontrol lain yang ada di dalam rangkaian tersebut akan membuka rangkaian tersebut dan menghentikan penyaluran arus listrik atau pembebanan listrik. Gambar memperlihatkan contoh aplikasi rangkaian seri-paralel yang diterapkan pada refrijerator domestik. Kombinasi rangkaian seri dan paralel digunakan pada sistem sistem kelistrikan peralatan refrijerator yang berfungsi untuk menjaga suhu sesuai keinginan. Piranti control dihubungkan secara seri dengan peralatan yang dikontrolnya, yakni sebuah motor listrik. Rangkaian seri juga memuat piranti proteksi yang diperlukan suatu sistem untuk menjaga keamanan operasi dari suatu komponen peralatan. Di mana akan menghentikan operasi kompresor jika terjadi kondisi operasi yang tidak aman. Bila ada salah satu kontak dari piranti pengaman kompresor terbuka maka rangkaian listriknya akan terbuka dan kompresor akan berhenti bekerja. Piranti pengaman harus dihubungkan secara seri untuk memastikan bahwa kondisi tidak aman akan memutuskan beban yang dilindunginya. 127 Gambar Aplikasi Rangkaian Kombinasi pada Sirkit Kontrol Motor Rangkaian Parallel Resistor 128 Sifat-sifat Rangkaian Paralel Resistor - Beda potensial pada semua resistor adalah sama sebesar U - Sedang besar arus yang mengalir pada masing-masing resistor tergantung pada nilai resistansinya. - Jumlah aljabar arus cabang I1, I2 dan I3 sama dengan besar arus total IT. - Nilai resistansi total atau resistansi ekivalen RT dari rangkaian paralel tiga resistor adalah akan lebih kecil nilainya dari nilai terkecil ketiga resistor tersebut. Secara matematika dapat dituliskan sebagai berikut 3 2 1 1 1 1 1 R R R RT 3 2 1 I I I I 3 2 1 R U R U R U I T R U I Tugas Praktek 5 Tujuan Menentukan hubungan antara kuat arus dan tegangan listrik dalam rangkaian paralel. Alat 1. amperemeter 2. voltmeter 3. DC Regulated Power Supply 4. saklar 5. kabel-kabel penghubung 6. Resistor keramik 100 ohm/ 5 watt 7. Resistor keramik 100 ohm/5 watt 129 Gambar Kerja Petunjuk 1. Rakit rangkaian seperti gambar kerja 2. Atur tegangan VDC mulai 0 sampai 6 VDC. 3. Catat nilai arus ditunjukkan pada amperemeter dan voltmeter. 4. Hasil pengamatan masukkan dalam tabel berikut 5. No Nilai Tegangan V Arus Total Arus Cabang R1 R2 1 2 3 4 5 6 Berdasarkan hasil pengamatan, gambarkan grafik hubungan antara V dan I Bagaimana bentuk grafik hubungan antara V dan I? Diskusikan hasil percobaan dengan teman sekelompok, dan hasilnya dipresentasikan di kelas. 130 Pembagian Arus dalam sirkit paralel Gambar memperlihatkan sirkit paralel dua resistor. Gambar Pembagian Arus dalam sirkit paralel Pembagian arus dalam sirkit paralel dua resistor dalam ditentukan sebagai berikut 2 2 1 1 R U I dan R U I Jadi 1 2 2 1 R R I I 1 T 2 I -I I Padahal , jadi sehingga 1 2 1 1 R R I I I T 2 1 1 1 xR I I R I T Arus setiap cabang Dari persamaan terakhir di atas dapat digunakan untuk menentukan besar arus cabang I1 dan I2, yaitu 2 1 2 1 I xR R R 131 2 1 1 2 I xR RR I T Contoh kasus Bila R1 = 5 ohm, dan R2 = 20 ohm Tegangan batere = 12 volt Tentukan I1 dan I2 Solusi RT = / R1+R2 RT = 5x20 / 5+20 = 4 ohm IT = U / RT = 12 / 4 = 3 A I1 = 3 x 20 / 25 = 12/5 = 2,4 A I2 = 3 x 5 / 25 = 3/5 = 0,6 A Tugas Tentukan pembagian arus yang mengalir pada R3 dan R4! Jika diketahui tegangan pada catu daya adalah 30V. R1 = R2 = R3 = 10 ohm sedang R4 = 20 ohm Tugas Praktek 6 Melalui kerja proyek ini, peserta didik akan memeriksa parameter rangkaian seri resistor. Pengalaman belajar ini akan membantu peserta didik memahami Hukum Kirchoff. Untuk itu, peserta didik harus merancang proyek eksperimen tersebut sebaik-baiknya secara berkelompok. 132 Diagram Rangkaian Percobaan Petunjuk 1. Rakit rangkaian seperti gambar 2. Catat nilai arus dan tegangan ditunjukkan pada amperemeter dan voltmeter. 3. Catat hasil pengamatan masukkan dalam tabel pengamatan. 4. Buat kesimpulan dan Laporkan hasil percobaan Hukum Kirchoff Hukum Kirchoff menyangkut sifat arus dalam suatu titik sambungan dan sifat tegangan dalam suatu loop atau rangkaian listrik. Sesuai dengan obyek yang diamati maka ada dua Hukum yang diperkenalkan oleh Kirchoff, yaitu hukum kirchoff tentang arus Kirchoff’s Current Law, disingkat KCL dan hukum kirchoff tentang tegangan Kirchoff’s Voltage Law, disingkat KVL KCL atau Hukum Dot. Hukum Kirchoff tentang arus lazim disebut juga dengan istilah Hukum Dot atau Hukum Kirchoff I. Dalam sembarang rangkaian listrik, jumlah aljabar dari arus- arus yang bertemu pada suatu titik sambungan adalah sama dengan nol. Jumlah aljabar keseluruhan arus yang menuju titik percabangana adalah nol. Titik percabangan adalah titik pertemuan tiga atau lebih arus ke rangkaian atau sumber 133 tegangan dan juga dari unsur rangkaian atau sumber hukum ini, dipakai suatu perjanjian bahwa arus yang menuju titik percabangan ditulis dengan tanda positif dan arus yang tidak menuju meninggalkan titik percabangan ditulis dengan tanda negatif. Gambar Hukum Dot Dari gambar didapatkan persamaan arus sebagai berikut +I1 + I2 +-I3 +-I4 + -I5 = 0 I1 + I2 - I3 - I4 - I5 = 0 I1 + I2 = I3 + I4 + I5 Jadi jumlah arus yang masuk ke titik sambungan = jumlah arus keluar dari titik tersebut Tugas Praktek 4 Melalui kerja proyek ini, peserta didik akan memeriksa parameter rangkaian seri resistor. Pengalaman belajar ini akan membantu peserta didik memahami Hukum Kirchoff. Untuk itu, peserta didik harus merancang proyek eksperimen tersebut sebaik-baiknya secara berkelompok. 134 Diagram Rangkaian Percobaan Petunjuk 1. Rakit rangkaian seperti gambar 2. Catat nilai arus dan tegangan ditunjukkan pada amperemeter dan voltmeter. 3. Catat hasil pengamatan masukkan dalam tabel pengamatan. 4. Buat kesimpulan dan Laporkan hasil percobaan KVL Jumlah aljabar dari hasil kali antara arus dan resistansi dari setiap konduktor/resistor dalam sembarang rangkaian listrik tertutup ditambah jumlah aljabar ggl atau sumber tegangan yang ada di dalam rangkaian tersebut sama dengan nol. 135 Perhatian Tanda dari Turun tegangan voltage drop pada resistor tergantung pada arah arus yang melaluinya, tetapi tidak tergantung pada polaritas sumber tegangan U yang ada di dalam rangkaian tersebut. Gambar Turun Tegangan pada Resistor Apabila tegangan dibaca dari + ke -, dengan arah baca yang sama dengan arah arus I yang mengalir, maka harga V=RI adalah penurunan tegangan. Untuk memahaminya beri tanda positif + pada V dan beri tanda positif + pada RI. Sedangkan apabila pembacaan tegangan berlawanan dengan arah arus berilah tanda - V atau -RI. Sedangkan untuk sumer tegangan atau sumber arus berlaku ketentuan sebagai berikut Gambar Sumber Tegangan Bila arah baca dari a ke b, maka adalah suatu penurun tegangan berilah tanda positif pada V. Atau dengan kata lain, apabila menuruti arah baca + dari sumber tegangan, tulis V positif. Sebalik jika pembacaan dari kutub – sumber tegangan maka V ditulis dengan tanda negatif. Contoh 136 Gambar Loop ABCDA Dengan menerapkan hukum tegangan dari Kirchoff kita dapatkan persamaan loop sebagai berikut Perhatikan tanda polaritas pada setiap unsur yang ada di dalam loop, yaitu - negatif bila sesuai dengan arah loop - positif bila melawan arah loop - U1 + + + + U2 = 0 atau + + U1 - U2 Pe
Selanjutnyasusunan yang telah kita hitung hambatan penggantinya disusun secara paralel dengan resistor 8 Ω sehingga hambatan penggantinya adalah : 1/R p = 1/8 + 1/8 ⇒ 1/R p = 2/8 ⇒ R p Terakhir, hambatan pengganti 4 Ω tersusun secara seri dengan resistor 16 Ω dan 5 Ω sehingga hambatan pengganti untuk rangkaian tersebut adalah : R s2 = 4 + 16 + 5 = 25 Ω.
Rangkaian resistor seri merupakan susunan beberapa resistor yang terhubung secara berurutan. Dimana salah satu terminal atau kaki resistor yang satu akan tersambung dengan kaki resistor yang lainnya. Hubungan resistor seperti ini mirip dengan rangkaian gerbong kereta api. Dua atau lebih resistor dapat dirangkai secara bersama sama baik dalam konfigurasi rangkaian seri , paralel maupun campuran dari keduanya seri paralel, sehingga menghasilkan satu nilai resistensi baru. Nilai resistensi baru yang dihasilkan dari rangkaian beberapa resistor tersebut akan mempunyai besaran yang berbeda dari nilai resistensi masing masing resistor. Nilai resistensi atau hambatan baru ini bisa menjadi lebih besar atau sebaliknya malah lebih kecil. Tujuan membentuk resistor menjadi rangkaian seri atau paralel biasanya adalah untuk mendapatkan nilai hambatan baru atau untuk menurunkan tegangan sesuai yang diinginkan. Contohnya pada sirkuit pembagi tegangan, dimana dengan menyusun beberapa resistor secara seri akan menghasilkan penurunan tegangan pada titik tertentu. Ini akan kita bahas di akhir artikel. Jika anda tertarik ingin mengetahui lebih jauh tentang rangkaian resistor seri, silahkan meneruskan membaca artikel ini lebih jauh. Rumus rangkaian seri resistorTegangan pada rangkaian seri resistorContoh soal 1Rangkaian pembagi teganganRumus pembagi teganganContoh soal resistor pembagi teganganAkhir kata Seperti telah dijelaskan di awal, beberapa resistor dikatakan terhubung secara seri apabila berada dalam satu baris dan saling sambung menyambung. Kita bisa membayangkan, sambungan resistor seri ini seperti sebuah rangkaian gerbong kereta api yang saling berkaitan sambung menyambung. Ketika rangkaian resistor seri kita hubungkan dengan sumber arus listrik, maka arus listrik akan mengalir pada setiap resistor di dalam rangkaian tersebut. Karena arus listrik tidak memiliki jalan atau jalur lain untuk mengalir selain melalui rangkaian resistor tersebut, maka besarnya aliran arus yang mengalir pada tiap resistor akan memiliki jumlah yang sama di semua titik. Perhatikan gambar rangkaian seri resistor berikut ini Pada rangkaian diatas, besar arus listrik yang mengalir pada tiap titik pada rangkaian adalah sama, yaitu sebesar 1mA, atau dapat dirumuskan sebagai berikut I_{R1} = I_{R2} = I_{R3 }= I_{AB}= 1mA Sementara nilai hambatan total dari resistor yang dirangkai secara seri adalah jumlah keseluruhan dari masing masing nilai hambatan resistor secara individu. Jadi, hambatan total pada rangkaian diatas adalah R_{total}= R_1 + R_2 + R_3 \\ R_{total}= 1K + 2k + 6K = 9K Dengan kata lain kita bisa mengganti ketiga resistor yang disusun secara seri diatas dengan menggunakan satu buah resistor dengan nilai hambatan sebesar 9 K. Resistor ini disebut sebagai resistor pengganti. Jadi kita dapat mengganti beberapa buah resistor yang terhubung secara seri dengan hanya menggunakan satu buah resistor pengganti atau resistor equivalent. Jika dua buah resistor dengan nilai hambatan yang sama dirangkai secara seri maka nilai total hambatannya adalah dua kali nilai hambatan satu resistor. Sehingga sama dengan 2R atau 3R untuk tiga transistor, dan seterusnya. Misalnya, dua buah resistor dengan nilai hambatan yang sama sebesar 50 Ohm dirangkai secara seri, maka hambatan total dari kedua resistor tersebut adalah 2 x 50 Ohm = 100 Ohm. Rumus hambatan total dari rangkaian resistor seri adalah sebagai berikut R_{Total} = R_1 + R_2 + R_3 + ... R_n Satu hal yang perlu dipahami adalah, pada konfigurasi rangkaian seri resistor, nilai hambatan total pasti lebih besar dari keseluruhan nilai hambatan resistor yang dirangkai. Tegangan pada rangkaian seri resistor Berbeda dengan arus listrik yang selalu sama di semua titik rangkaian resistor seri, tegangan memiliki aturan yang berbeda. Karena besarnya tegangan mengikuti kaidah hukum Ohm. Sehingga untuk menghitung besarnya tegangan yang ada pada tiap resistor harus menggunakan rumus Ohm, seperti ditunjukkan berikut ini Melihat contoh diatas gambar rangkaian resistor seri sebelumnya, kita bisa menghitung besar tegangan pada masing masing resistor menggunakan rumus Ohm diatas. V_{R1} = 1mA \times 1K=1V\\ V_{R1} = 1mA \times 2K=2V \\ V_{R1} = 1mA \times 6K=6V Karena itu kita bisa menyimpulkan bahwa, besar tegangan yang mengalir pada tiap resistor adalah sama dengan besar tegangan supplai yang diberikan pada rangkaian. Sehingga dapat dirumuskan V_{Total} = V_{R1} + V_{R2} + V_{R3} + ... V_{n} Contoh soal 1 Perhatikan gambar dibawah ini Hitung hambatan resistor pengganti, arus listrik dan tegangan pada tiap resistor serta besar daya pada setiap resistor ? Jawab Pertama kita hitung dulu resistor pengganti atau total hambatan yang ada pada rangkaian tersebut. Besar hambatan total dari rangkaian diatas adalah R1 + R2 + R3 = 10 + 20 + 30 = 60 Ohm. Jadi resistor pengganti untuk rangkaian diatas adalah bernilai 60 Ohm. Karena kita sudah mengetahui nilai hambatan total dari rangkaian resistor seri diatas, maka selanjutnya kita bisa menghitung besar arus listrik yang mengalir ke rangkaian. Kita bisa gunakan rumus Ohm untuk mencari nilai arus listrik yang mengalir pada rangkaian. I = \frac{V}{R} = \frac{12}{60}= 200mA Sementara total daya yang dihasilkan oleh rangkaian adalah V x I = 12 X 200mA = 2,4W. Dengan memperhatikan data hambatan tiap resistor dan supplai tegangan pada rangkaian diatas, kita dapat menghitung besar arus, tegangan dan daya P pada tiap resistor menggunakan rumus Ohm. berikut ini V = I\times R \\ P = V\times I Dan hasilnya bisa kita buat dalam bentuk tabel di bawah ini HambatanArus listrikTeganganDayaR1 = 10 Ohm200mA2V0,4WR2 = 20 Ohm200mA4V0,8WR3 = 30 Ohm200mA6V1,2WRT = 60 Ohm200mA12V2,4W Rangkaian pembagi tegangan Karena tiap resistor yang terhubung secara seri dapat menghasilkan besaran tegangan yang berbeda beda, maka konfigurasi rangkaian resistor seperti ini sering dimanfaatkan untuk membuat rangkaian pembagi tegangan. Sehingga kita bisa mendapatkan penurunan tegangan yang diinginkan dengan cara mengatur nilai hambatan resistor yang digunakan. Seperti yang kita lihat pada contoh diatas, dimana tegangan supplai 12V yang melintasi setiap resistor akan menghasilkan penurunan tegangan yang berbeda beda pada tiap resistor. Sementara arus listrik yang mengalir pada tiap resistor memiliki besar yang sama di semua titik sambungan. Jadi, nilai hambatan resistor yang lebih besar akan menghasilkan penurunan tegangan yang lebih besar. Sebaliknya nilai hambatan resistor yang lebih kecil akan menghasilkan penurunan tegangan yang lebih kecil juga. Sementara jumlah arus yang mengalir adalah sama di semua titik sambungan. Hal ini akan sesuai dengan hukum tegangan kirchoff yang menyatakan bahwa, tegangan supplai yang mengalir pada suatu rangkaian tertutup besarnya akan sama dengan jumlah semua penurunan tegangan di sekitar rangkaian. Rumus pembagi tegangan Dengan menerapkan aturan pembagi tegangan, kita bisa mendapatkan penurunan tegangan yang proporsional yang sesuai dengan kebutuhan. Kita bisa menentukan besar resistensi resistor untuk mendapatkan penurunan tegangan yang diinginkan melalui rangkaian resistor seri. Di bawah ini merupakan contoh sirkuit pembagi tegangan yang terdiri dari dua buah resistor. Bentuk sirkuit pembagi tegangan seperti ini sering ditemukan pada rangkaian pemberi bias basis transistor. Dua buah resistor R1 dan R2 dirangkai secara seri dan akan dilintasi oleh tegangan supplai Vin. Tegangan output diambil dari sambungan R1 dan R2 . Besar tegangan output ini dapat dihitung menggunakan rumus pembagi tegangan berikut ini V_{out}= V_{Vin} \left \frac{R_2}{R_1 + R_2} \right Sementara total tegangan supplai dihitung dengan rumus sebagai berikut Semakin banyak resistor yang kita rangkai dengan beragam nilai hambatan yang berbeda, maka akan menghasilkan lebih banyak penurunan tegangan yang beragam. Dimana besar penurunan tegangan pada masing masing resistor mengikuti aturan hukum Ohm R x I . Kita bisa saja mempunyai rangkaian pembagi tegangan yang terdiri dari beberapa resistor. Rumus pembagi tegangan diatas pun masih dapat kita gunakan untuk mengetahui besar tegangan pada titik tertentu di dalam rangkaian. Pada rangkaian diatas, kita bisa menghitung tegangan pada titik AB dengan menggunakan rumus pembagi tegangan berikut ini V_{AB} = V_{R3} = V_S\left \frac{R_3}{R_1 + R_2 + R_3 + R_4} \right \\ V_{AB}= 10\left \frac{30}{10 + 20 + 30 + 40}\right \\ V_{AB}=10\times\frac{30}{90} = 10\times = 3V Contoh soal resistor pembagi tegangan Perhatikan gambar rangkaian di bawah. Hitung Besar tegangan pada titik XY jika resistor RL tidak terhubung ?Besar tegangan pada titik XY jika resistor RL terhubung ? Jawab. 1. Besar tegangan pada titik XY tanpa resistor RL terhubung adalah R_{X-Y} = 20 \\ V_{out} = V_{in} \times \frac{R2}{R_1 + R_2} \\ V_{out}=12V \times \frac{20}{20 + 20}= 6V 2. Besar tegangan pada titik XY dengan resistor RL terhubung adalah R_{X-Y} = 10 \\ V_{out} = V_{in}\times \frac{R_2}{R_1 + R_2 }\\ V_{out} = 12V \times\frac{20}{20 + 10} = 4V Seperti yang kita lihat, saat resistor RL tidak terhubung dengan titik X Y, besar tegangan output adalah 6 V. Sementara ketika resistor RL dihubungkan dengan titik X Y maka besar tegangan pada titik output adalah 4 V. Perbedaan besar tegangan output terjadi karena resistor R2 dirangkai secara paralel dengan resistor RL, sehingga terjadi penurunan tegangan yang tidak sama ketika R2 berdiri sendiri tidak diparalel dengan RL. Akibat adanya resistor beban RL yang terhubung dengan titik XY menyebabkan perubahan tegangan output yang dihasilkan. Karena pada dasarnya tegangan output ditentukan oleh perbandingan hambatan R1 dan R2. Namun karena RL merupakan resistor beban, maka impedansi RL akan meningkat menjadi tidak terhingga sehingga mengakibatkan perbandingan tegangan output dan input menjadi tidak terpengaruh oleh penambahan beban. Semakin tinggi impedansi beban, maka akan semakin kecil efek pembebanan pada output. Efek pengurangan level sinyal atau tegangan ini disebut sebagai atenuasi. Karena itu kita harus cermat dalam membuat sirkuit pembagi tegangan. Sehingga bisa didapatkan pengurangan tegangan stabil yang diinginkan. Akhir kata Demikian penjelasan tentang rangkaian resistor seri dan rangkaian pembagi tegangan yang merupakan contoh penggunaan dari konfigurasi rangkaian seri ini. Hal yang harus diingat pada konfigurasi rangkaian seri pada resistor adalah, nilai hambatan total yang dihasilkan pasti akan lebih besar dari nilai individu setiap resistor yang dirangkai.
Kapasitassuatu baterai bersifat aditif jika baterai dihubungkan secara paralel. Jika tiga baterai dengan tegangan 12 volt dan kapasitas 100Ah dihubungkan secara seri, maka tegangan akan menjadi 36 volt sedangkan kapasitas tetap 100Ah (3600 watt-hour).
Dalam teknik listrik dan elektronika sangat penting untuk mengetahui perbedaan rangkaian seri dan paralel. Rangkaian seri dan paralel adalah dua bentuk paling dasar dari rangkaian listrik dan yang lainnya adalah rangkaian seri-paralel, yang merupakan kombinasi keduanya, dapat dipahami dengan menerapkan aturan yang sama. Memahami konfigurasi rangkaian ini akan membantu Kamu dalam menganalisis rangkaian dan dengan bantuan beberapa aturan dasar, Kamu dapat dengan mudah menghitung arus dan tegangan setiap komponen. Sebelum membahas perbedaannya, pertama-tama kita akan membahas hal – hal mendasar mengenai rangkaian seri dan paralel terlebih dahulu. Apa itu Rangkaian Seri? Suatu rangkaian dikatakan rangkaian seri jika komponen-komponennya dihubungkan dalam konfigurasi seri atau formasi berjenjang dalam satu jalur. Rangkaian seri membentuk jalur yang hanya memiliki satu loop, oleh karena itu, arus yang mengalir melalui komponen adalah sama dan tegangan terbagi tergantung pada resistansi masing-masing komponen. Ciri – ciri dari rangkaian seri adalah Jika suatu rangkaian terdiri dari lebih dari satu komponen dan jika semuanya terhubung ujung ke ujung sehingga arus yang sama mengalir melalui semuanya, maka rangkaian tersebut dikenal sebagai Rangkaian Seri. Jika kita mengambil komponen listrik yang paling sederhana yaitu Resistor sebagai contoh, maka rangkaian dibawah ini menunjukkan empat resistor yang dihubungkan secara Seri dengan sumber tegangan. Hanya ada satu jalur untuk arus mengalir dalam rangkaian seri. Seperti yang dapat Kita lihat pada contoh rangkaian seri di atas bahwa komponen mengalir dalam satu baris, sehingga arus yang sama akan mengalir melalui semua resistor dari jalur seri. Sementara perbedaan potensial yang berbeda ada pada resistor dari rangkaian tersebut. Dapat dipahami dengan cara bahwa jika arus yang sama mengalir di antara semua resistor, maka penurunan pada setiap resistor akan tergantung pada resistansi yang diberikan oleh masing-masing resistor dalam rangkaian. Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa, dalam rangkaian seri karena adanya jalur tunggal, arus yang sama mengalir melalui semua komponen. Sehingga menimbulkan adanya perbedaan potensial tegangan yang berbeda pada setiap komponen. Apa itu Rangkaian Paralel? Dalam rangkaian seri, hanya ada satu jalur untuk arus mengalir. Komponen disusun sedemikian rupa sehingga kepala masing-masing komponen dihubungkan bersama dengan titik yang sama. Sedangkan ekor-ekornya dihubungkan satu sama lain dengan titik yang sama. Dengan demikian membentuk beberapa cabang paralel di sirkuit. Gambar di bawah ini menunjukkan koneksi paralel dari 4 resistor dalam suatu rangkaian Seperti yang kita lihat pada contoh rangkaian paralel di atas bahwa rangkaian paralel memiliki 4 cabang dan arus yang berbeda mengalir melalui setiap cabang. Tetapi karena cabang-cabang itu berbagi titik yang sama, maka potensial yang sama ada di dua titik di kedua ujung potensial baterai. Hal ini juga dapat dipahami dengan cara bahwa jika perbedaan potensial yang sama ada di setiap resistor dari rangkaian. Maka arus aktual yang mengalir melalui setiap cabang secara otomatis akan tergantung pada hambatan yang ditawarkan oleh masing-masing resistor dalam rangkaian. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa karena adanya beberapa cabang di sirkuit, arus keseluruhan dari suplai akan dibagi menjadi beberapa cabang, karena tegangan yang melintasi titik adalah sama. Tabel Perbedaan Rangkaian Seri Dan Paralel Tabel dibawah ini menunjukkan perbandingan dan ciri-ciri rangkaian seri dan paralel. Rangkaian SeriRangkaian Paralel Dalam rangkaian seri, arus yang sama mengalir melalui semua rangkaian paralel, arus dapat memiliki lebih dari satu jalur. Semua komponen terhubung secara end-to-end dengan hanya satu titik common antara satu ujung dari semua komponen secara paralel terhubung ke titik yang sama dan ujung lainnya ke titik common lainnya. Jadi, rangkaian paralel memiliki dua titik yang sama. Tegangan di seluruh komponen tidak sama dan tergantung pada resistansi di semua komponen dalam rangkaian paralel adalah sama dan sama dengan tegangan suplai. Jika salah satu komponen rusak dalam rangkaian seri, maka seluruh rangkaian berhenti berfungsi karena hanya ada satu jalur jika salah satu cabang paralel rusak, cabang lainnya tetap bekerja secara normal. Arus sama di semua komponen dan jumlah tegangan individu sama dengan tegangan sama di semua komponen secara paralel dan jumlah arus individu sama dengan arus total dalam rangkaian. Jika kita memiliki empat resistor yang dihubungkan secara seri, maka resistansi ekivalen adalah jumlah dari resistansi individu R = R1 + R2 + R3 + R4.Jika kita menghubungkan empat resistor secara paralel, maka kebalikan dari resistansi ekivalen sama dengan jumlah kebalikan dari resistansi individu 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 Kesimpulan Rangkaian Seri dan Paralel adalah dua bentuk dasar rangkaian listrik. Pemahaman yang jelas tentang kedua sirkuit ini akan membantu Kamu menganalisisa sirkuit kompleks apa pun dengan sangat mudah. Jadi, dari pembahasan ini, kita dapat mengatakan bahwa, pada rangkaian seri, arus yang mengalir tetap sama di setiap bagian rangkaian. Sedangkan pada rangkaian paralel, tegangan pada dua titik ujung cabang sama dengan tegangan yang disuplai. Temukan berbagai informasi dan contoh rangkaian seri dan paralel lainnya di www. Pelajari materi lainnya Perbedaan Rangkaian Terbuka Dan Tertutup Pipin Prihatin Whether you think you can or you think you can’t, you’re right.
LandasanTeori. Rangkaian RLC merupakan rangkaian baik yang dihubungkan dengan paralel ataupun secara seri, namun rangkaian tersebut harus terdiri dari kapasitor; induktor dan resistor. Rangkaian ini akan beresonansi dengan suatu cara yang sama yaitu sebagai Rangkaian LC, bersamaan dengan terbentuknya osilator harmonik.
Empat buah resistor masing-masing dengan hambatan 2 , 3 , 4 , dan 5 , disusun seri. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan ggl 18 volt dan hambatan dalam 1,5 ohm. Hitunglah kuat arusnya! Pembahasan Diketahui Empat resistor disusun seri R1 = 2 R2 = 3 R3 = 4 R4 = 5 ε = 18 volt r = 1,5 Ditanya I = …. ? Dijawab Karena 4 resistor di rangkai seri maka Rs = R1 + R2 + R3 + R4 = 2 + 3 + 4 + 5 Rs = 14 Kuat arusnya bisa kita cari dengan menggunakan rumus berikut Jadi kuat arusnya adalah 1,16 ampere. - Jangan lupa komentar & sarannya Email nanangnurulhidayat
12. Contoh Soal Perhitungan Impendansi Rangkaian Seri Resistor Induktor R- L. Sebuah induktor L yang mempunyai induktansi sebesar 0,04 H dihubungkan seri dengan resistor R yang memiliki hambatan 6 Ω. Kemudian rangkaian seri R dan L dipasang pada tegangan AC bertegangan V = 100 sin 200 t. Tentukanlah. a). Reaktansi induktif X L. b). Impedansi
Resistor pada Rangkaian Seri Ketika dua resistor atau lebih dihubungkan satu sama lain sebagaimana tertera pada Gambar 1, rangkaiannya diesbut sebagai rangkaian seri. Pada rangkaian seri, jika sejumlah muatan Q keluar dari hambatan r1, muatan Q juga pasti masuk ke resistor kedua R2. Jika tidak, muatan akan berakumulasi pada kabel di antara kedua resistor tersebut. Jadi, muatan dengan jumlah yang sama melewati kedua resistor pada selang waktu tertentu. Oleh karena itu, untuk sebuah rangkaian seri yang terdiri atas dua resistor arusnya sama besar pada kedua resistor tersebut karena jumlah muatan yang melewati R1 pasti juga melewati R2 dalam selang waktu yang sama. Gambar 1. Rangkaian seri Beda potensial yang berlaku pada rangkaian resistor seri akan bercabang di antara resistor-resistor yang ada. Penurunan tegangan dari a ke b = dan penurunan tegangan dari b ke c = maka penurunan tegangan dari a ke c adalah V = IR1 + IR2 = I R1 + R2 1 Beda potensial pada baterai juga berlaku pada resistor berlaku pada resistor ekuivalen, Rekuivalen, pada V = IR_ekuivalen. Dimana kita telah menunjukkan bahwa resistor ekuivalennya memliki pengaruh yang sama pada rangkaian karena menghasilkan arus yang sama dalam baterai seperti pada rangkaian resistor. Jika persamaan-persamaan ini digabungkan, kita lihat bahwa mengganti dua resistor dalam rangkaian seri tersebut dengan sebuah resistor ekuivalen yang nilainya sama dengan penjumlahan dari masing masing resistor. V = IR_ekuivalen = I R1+R2 2 R_ekuivalen = R1+R2 3 Hambatan R_ekuivalen adalah ekuivalen dengan gabungan seri dari R1 + R2, dengan syarat arus rangkaian tidak berubah ketika Rekuivalen menggantikan R1 +R2. Hambatan yang ekuivalen dari tiga resistor atau lebih dalam rangkaian seri adalah R_ekuivalen = R1 + R2 + R3 + ... 4 Resistor pada Rangkaian Paralel Sekarang kita lihat dua resistor yang dihubungkan secara paralel, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Ketika muatan mencapai titik a, yang disebut sebagai sebuah percabangan, muatan tersebut terpecah menjadi tiga bagian, ada yang melewati R1, R2, dan sisanya melewati R3. Gambar 2. Rangkaian paralel Sebuah percabangan adalah suatu titik dalam sebuah rangkaian di mana arus dapat terpecah. Perpecahan ini menghasilkan arus pada masing-masing resistor yang lebih kecil daripada arus yang keluar dari baterai. Oleh karena jumlah muatan listrik itu kekal, maka arus I yang masuk titik a harus sama dengan total arus yang keluar dari arus itu di mana I1 adalah arus dalam R1, I2 adalah arus dalam R2, dan I3 adalah arus dalam R3. Oleh karena itu beda potensial pada resistor adalah sama, maka persamaan V= IR memberikan 6 Dimana R ekuivalen adalah hambatan tunggal yang ekuivalen dan akan berpengaruh sama pada rangkan ketika dua resistor dihubungkan secara paralel; artinya, hambatan ini akan dialiri arus yang sama besarnya dari baterai. Dari hasil ini, kita melihat bahwa hambatan ekuivalen dari dua resistor yang dihubungkan secara paralel adalah.. 7 Hasil pengukuran beda potensial pada resistor R1 dan R2 nilainya berbeda yang disusun secara seri menunjukkan hasil yang berbeda, namun jika diukur arus yang melewati kedua resistor maka diperoleh pengukuran yang sama. Berbeda halnya jika resistor disusun secara parallel, diperoleh hasil pengukuran yang berbeda. Arus yang melalui setiap resistor berbeda, namun pengukuran tegangan pada setiap resistor sama. Fakta ini menunjukkan bahwa jenis susunan resistor menentukan besar nilai arallel tegangan dan kuat arus listrik dalam rangkaian. Pada susunan seri, resistor berfungsi sebagai pembagi tegangan, yang berarti jika tegangan pada setiap resistor dijumlahkan maka jumlahnya sama dengan besarnya tegangan sumber. Sedangkan jika resistor disusun arallel, maka resistor berfungsi sebagai pembagi arus, yang berarti jika kuat arus listrik yang melewati setiap resistor diukur, maka akan memiliki nilai yang sama dengan arus total sebelum titik percabangan Herman & Asisten LFD 2015. Dalam rangkaian seri, arus yang melewati setiap hambatan sama dengan yang melewati hambatan yg lainnya. Penurunan potensial pada rangkaian setara dengan jumlah penurunan potensial pada rangkaian setara dengan jumlah penurunan potensial masing-masing. Hambatan ekuivalen dalam rangkaian seri selalu lebih besar daripada hambatan-hambatan individu terbesar. Hambatan ekuivalen dalam rangkaian arallel selalu lebih kecil daripada hambatan-hambatan individu terkecil. Penambahan hambatan dalam rangkaian arallel mengurangi Rek rangkaian tersebut. Penurunan potensial V pada satu resistor dalam rangkaian arallel adalah sama dengan penurunan potensial dari setiap resistor lainnya. Arus yang melewati resistor ke n adalah In = V/Rn dan jumlah arus yang memasuki rangkaian tersebut sama dengan jumlah arus pada setiap cabang Bueche 2006. Hukum Kirchhoff Hukum Kirchhoff tentang arus listrik Pada titik cabang suatu rangkaian listrik berlaku baha jumlah arus listrik sama dengan nol. I = 0 8 Perjanjian penggunaan rumus Arus listrik yang arahnya menuju titik cabang diberi tanda positif dan yang meninggalkan titik cabang diberi tanda negatif Hukum Kirchhoff tentang tegangan listrik Dari persamaan sebelumnya pernah kita peroleh bahwa Vab = I. R – ε. Dikatakan rangkaian itu adalah rangkaian tertutup atau loop, jika titik a dan b bertemu, sehingga antara titik a dan titik b tidak berbeda potensial atau Va = Vb, atau Vab = 0. Dengan kata lain, = ε Serway, 2010 Demikian artikel tentang Teori Singkat Rangkaian Seri dan Paralel Resistor, semoga bermanfaat bagi pembaca baik itu kalangan akademisi yang menggeluti bidang ilmu fisika ataupun kalangan masyarakat umum untuk menambah wawasan akan bidang ilmu lain. Sumber Pustaka Bueche J Frederick. 2006. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh. Jakarta Erlangga. Herman & Asisten LFD. 2015. Penuntun Fisika Dasar 2. Laboratorium Fisika Unit Praktikum Fisika Dasar Makassar. Serway, Raymond A. dan John W. Jewett. 2010. Fisika—untuk Sains dan Teknik Buku 2 Edisi 6. Jakarta Salemba Teknika.
Al6ARv. 21en4qk022.pages.dev/87721en4qk022.pages.dev/10621en4qk022.pages.dev/15121en4qk022.pages.dev/35221en4qk022.pages.dev/12221en4qk022.pages.dev/10421en4qk022.pages.dev/92921en4qk022.pages.dev/79021en4qk022.pages.dev/35021en4qk022.pages.dev/42321en4qk022.pages.dev/67421en4qk022.pages.dev/72521en4qk022.pages.dev/76221en4qk022.pages.dev/77521en4qk022.pages.dev/349
empat resistor dihubungkan secara seri
